6. Hidrogén-peroxid és kálium-permanganát reakciója

Gőzfejlesztés kálium-permanganáttal és hidrogén-peroxiddal.

Anyagok: 100 cm³ 30%-os (m/m) hidrogén-peroxid; 0,2 g kálium-permanganát; gyújtópálca vagy cigaretta.

Eszközök: védőszemüveg; legalább 2 l-es főzőpohár, spatula; opcionálisan: csiszolatos gömblombik; csepegtető tölcsér; gázelvezető feltét; mérőhenger; öngyújtó vagy gyufa.

A kísérlet végrehajtása: A főzőpohárba öntött hidrogén-peroxidhoz spatulával óvatosan hozzáadjuk a kálium-permanganátot (védőszemüveg!). A reakciót megszelídített formában is bemutathatjuk egy csepegtetőtölcsérrel ellátott lombikban permanganáttal és lassan adagolt hidrogén-peroxiddal. Ekkor a fejlődő oxigént felfogjuk és parázsló gyújtópálcával vagy égő cigarettával mutatjuk ki. A kálium-permanganát hozzáadására heves gázfejlődés és gőzképződés következik be.

Magyarázat: A hidrogén-peroxid és a kálium-permanganát elképesztő hevességgel reagál egymással mangán-dioxid, kálium-hidroxid, oxigén és forró vízgőz képződése közben az alábbi egyenlet szerint: 2 KMnO₄ + H₂O₂ = 2 MnO₂ + 2 KOH + 2 O₂↑. A hidrogén-peroxid kémiája igen változatos, oxidáló- és redukálószerként egyaránt viselkedhet savas és lúgos közegben, valamint számtalan katalitikus reakcióban elbomolhat vízre és oxigénre. Utóbbi reakciót minden olyan redoxi rendszer képes katalizálni, amelyek redukciós potenciálja +0,695 V és +1,776 V között van, pl. Fe²⁺/Fe³⁺ (ε^o = +0,771 V), Br₂/Br^- (ε^o = +1,078 V). A vasionokat tartalmazó rendszerek közül gyakorlati haszonnal bír a CibaVision AOSept Plus kontaktlencse-tisztító rendszere, amelyben egy 3%-os (m/m) hidrogén-peroxid-oldatba vastartalmú polimert helyezünk és az oldatból felszabaduló oxigén tisztítja a speciális tartóba helyezett kontaktlencsét.

Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: A reakciót semmiképp ne végezzük szűk nyakú lombikban, mert a gázfejlődés és a forró vízgőz képződése rendkívül heves, és a forró kálium-hidroxidos oldat kifröccsenhet! A hidrogén-peroxid fölöslegét élesztővel elbonthatjuk és a bomlás után a teljes reakcióelegyet citromsavas közömbösítést követően a lefolyóba önthetjük.